江西省不同降水系統(tǒng)云系特征及增雨潛力淺析

摘 要：利用1998～2003年、2005～2007年共9年江西省Micaps地面觀測資料、高空觀測資料、南昌站與贛州站兩站08～08時地面降水資料、08時云狀資料和2007～2008年T213數(shù)值模式資料對江西省云系特征和增雨潛力進(jìn)行了分析，得出降水云系特征、不同的天氣系統(tǒng)與比濕、地面氣壓、上升速度之間的關(guān)系，江西省人工增雨潛力夏季大于冬季，夏季開展人工增雨作業(yè)潛力較大，冬季人工增雨作業(yè)潛力較小。

關(guān)鍵詞：云系特征;增雨潛力;天氣系統(tǒng)

人工增雨潛力是指云系通過人工影響增加地面降水的能力。研究層狀云系的人工增雨潛力有重要的現(xiàn)實意義，它是判斷和指揮人工增雨作業(yè)不可缺少的一環(huán)。了解影響增雨潛力的各種要素，對于提高云水資源的開發(fā)、利用效率和增強人工增雨效果都很有意義。陶林科等對層狀云降水指標(biāo)進(jìn)行了分析研究;吳志會等分析了不同降水天氣系統(tǒng)自然降水特征;本文從天氣系統(tǒng)和不同降水云系的角度出發(fā)，分析了不同天氣系統(tǒng)與降水的關(guān)系、不同的降水云系與比濕、地面氣壓、上升速度之間的關(guān)系，最后總結(jié)出江西省人工增雨潛力分析，并應(yīng)用于人工增雨業(yè)務(wù)中。

一、天氣系統(tǒng)和降水的關(guān)系

1.資料和天氣系統(tǒng)分類

對1998-2003年、2005-2007年共9年江西省Micaps地面觀測資料、高空觀測資料、南昌站與贛州站兩站08～08時地面降水資料、08時云狀資料和2007～2008年T213數(shù)值模式資料進(jìn)行了詳細(xì)的分析，統(tǒng)計了不同天氣系統(tǒng)下降雨次數(shù)，將主要的影響系統(tǒng)合并為13種，影響江西省主要的天氣系統(tǒng)有4類，分別是中低層切變、高空低槽、高壓脊和地面冷鋒，其中中低層切變和高空低槽系統(tǒng)共占41.5%，占影響江西省天氣系統(tǒng)的近一半。

2.不同天氣系統(tǒng)自然降水的年平均特征

不同類型的天氣系統(tǒng)，產(chǎn)生的降水量大小和總?cè)諗?shù)不同，表1、表2給出了南昌站和贛州站不同類型天氣系統(tǒng)影響下的年平均降水量和降水日數(shù)，中低層切變、高空低槽、地面冷鋒、臺風(fēng)和地面倒槽年平均降水量最大，中低層切變、高空地槽、地面冷鋒出現(xiàn)的降水日數(shù)最多，臺風(fēng)和地面倒槽年平均降水量較多，降水日數(shù)也較多。

受降水天氣系統(tǒng)影響，江西省南昌站年平均降水總量1338.4mm，年平均降水日數(shù)為141天;贛州站年平均降水總量1168.5mm，年平均降水日數(shù)為148天，贛州站年平均降水總量小于南昌站，但降水日數(shù)多于南昌站。

3.不同天氣系統(tǒng)和雷暴的關(guān)系

依據(jù)統(tǒng)計資料得知：1999-2003年、2005-2007年8年共產(chǎn)生暴雨34次，中低層切變引起的暴雨次數(shù)最多，占的比例較大，是江西省產(chǎn)生暴雨的主要影響系統(tǒng)，當(dāng)中低層切變和高空低槽兩者配合時，更易產(chǎn)生暴雨，其次是中低層切變和地面冷鋒配合，也易產(chǎn)生暴雨。

二、降水云系特征

1998-2003年，2005-2007年共9年南昌站和贛州站的地面觀測資料中降水云系的云狀，其中南昌站9年降水天氣的日數(shù)共1273天，不同高度積云和層積云產(chǎn)生降水占76.04%，碎雨云產(chǎn)生降水12.25%;產(chǎn)生暴雨日數(shù)44天，普通高度積云和層積云占65.9%，碎雨云占15.9%，積雨云占4.55%。贛州站9年降水天氣總共1343天，不同高度層云和層積云產(chǎn)生降水占79.7%，高積云占10.2%;產(chǎn)生暴雨日數(shù)24天，其中不同高度層云和層積云占79.1%。具體統(tǒng)計如表5，九年中南昌站和贛州站有降水日低云是產(chǎn)生降水的主要云系，低云中又以蔽光層積云和透光層積云為主。

三、不同天氣系統(tǒng)和各物理量的關(guān)系

1.不同天氣系統(tǒng)和比濕的關(guān)系

根據(jù)比濕和水汽壓計算公式得到850hPa、700hPa和500hPa的比濕，求出有降水天氣日各種天氣系統(tǒng)下的平均值，見表3。東風(fēng)波系統(tǒng)500hpa高度的平均比濕略大，其它系統(tǒng)平均比濕相差不大，隨高度遞減較明顯。

2.不同天氣系統(tǒng)和地面氣壓的關(guān)系

統(tǒng)計有降水天氣日各種天氣系統(tǒng)下氣壓的平均值，表4，地面氣壓北部明顯高于南部。

3.不同天氣系統(tǒng)和上升速度的關(guān)系

按天氣系統(tǒng)分類，讀取T213格點資料，判斷格點是否位于江西省內(nèi)，取省內(nèi)格點上升速度的最大值求平均值，如表5。降水天氣系統(tǒng)均有明顯的上升速度，尤其是東風(fēng)波、中低層切變線、高空低槽和臺風(fēng)系統(tǒng)，臺風(fēng)系統(tǒng)700hPa高度的上升速度達(dá)-55.4710-3hPa/s。

四、人工增雨潛勢

1.計算方法

人工增雨潛力指空中云水資源減去自然降水，為人工可增雨量的最大值，計算公式為：r=r空-r自，單位為mm。用1999～2008年南昌、贛州兩個探空站逐日08時、20時的探空資料計算各層大氣水汽含量，累加得整層大氣水汽含量。具體整層大氣水汽含量為地面～925hPa、925～850hPa、850～700hPa、700～500hPa、500～400hPa、400～300hPa、300～200hPa共7層水汽含量計算的總和。

2.統(tǒng)計和分析

（1）人工增雨潛力的月分布

圖1表明，南昌站、贛州站人工增雨潛力月變化趨勢相似，均呈單峰分布，1-8月份人工增雨潛力增大，9-12月份減小，最大值均出現(xiàn)在8月份，7月份次之，最小值南昌站出現(xiàn)在1月，贛州站出現(xiàn)在12月。所以江西省人工增雨潛力夏季大于冬季，夏季開展人工增雨作業(yè)，增雨潛力較大，冬季潛力較小。

（2）人工增雨潛力的年變化

據(jù)統(tǒng)計資料得知：江西省人工增雨潛力南部大于北部（南昌站、贛州站分別代表江西省北部和南部），且差別明顯，最大差別在2005年，贛州站比南昌站大254mm。1999-2008年期間，人工增雨潛力大體呈逐年減小趨勢，2005年南昌站減小最為明顯，而贛州站呈增大趨勢，出現(xiàn)了10年中最大值，2008年南昌站人工增雨潛力比1999年減小了8.2%，贛州站減小了10.2%。

五、結(jié)語

1.高空地槽、中低層切變、地面冷鋒、地面倒槽和臺風(fēng)是影響江西省降水的主要天氣系統(tǒng)。中低層切變?yōu)閷?dǎo)致江西省暴雨的主要天氣系統(tǒng)，中低層切變或高空低槽和其它系統(tǒng)相互配合更易產(chǎn)生暴雨。

2.南昌站和贛州站有降水日低云是產(chǎn)生降水的主要云系，低云中又以蔽光層積云和透光層積云為主。

3.不同降水天氣系統(tǒng)均有明顯的上升速度，尤其是東風(fēng)波、中低層切變線、高空低槽和臺風(fēng)系統(tǒng)上升速度明顯，其中臺風(fēng)系統(tǒng)700hPa高度的上升速度最大。

4.江西省人工增雨潛力呈逐年減小趨勢;夏季大于冬季，南部大于北部。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶林科，桑建人，楊有林，劉少清，穆建華，孫艷橋.寧夏層狀云降水指標(biāo)分析[J].沙漠與綠洲氣象.2010（01）.

[2]吳志會，段英，張晶，石立新.不同降水天氣系統(tǒng)自然降水特征及火箭人工增雨潛力分析[J].氣象科技.2005（S1）.

作者簡介：彭亮（1982-）男，漢族，四川省綿竹市人，本科，工程師，從事人工影響天氣工作。